Достижимая и экономическая точность обработки. Выбор методов обработки и оборудования для обеспечения заданной точности размеров, геометрической формы и точности расположения поверхностей

 

В технологии машиностроения различают понятие экономическая и достижимая точность.

Экономическая точность – точность, которая может быть получена в нормальных производственных условиях при минимальной себестоимости.

Под нормальными производственными условиями понимают выполнение работ на исправном оборудовании с применением необходимых инструментов и приспособлений, рабочими соответствующей квалификации. Понятие экономической точности применяется для назначения технологических допусков при проектировании технологии в условиях серийного и массового производств.

Каждому методу обработки отвечает своя экономическая точность. Таблицы экономической точности обработки приводятся практически во всех справочниках по технологии машиностроения, например, черновая обработка – 14-15 квалитет, способы чистовой лазерной обработки – 10-11 квалитет.

Достижимая точность – точность, которую можно получить при выполнении обработки в особенно благоприятных условиях, на специально настроенном или модернизируемом станке, высококвалифицированными специалистами без учета расходов времени и, не учитывая во внимание себестоимость.

Достижимая точность чаще всего используется в условиях ремонтного или опытного производства, или при выполнении уникальных работ, а также при производстве специального инструмента.

Точность обработки можно характеризовать следующими основными признаками: 1) точностью размеров, 2) точностью формы поверхности и 3) точностью взаимного расположения поверхностей и осей.

При обработке одной и той же заготовки с различной степенью точности изменяются трудоёмкость и себестоимость: при изготовлении деталей с меньшим допуском (большей точностью) они возрастают (рис. 1, а). Это объясняется тем, что для достижения заданной точности обработки приходится применять больше технологических методов, например: точение, шлифование, полирование и т.д.

На рисунке 1, б показано влияние отдельных методов обработки на себестоимость.

Очевидно, что экономически целесообразно достигнуть JТ< 8 – чистовым шлифованием; 8 < JТ< 9 – предварительным шлифованием; JТ> 9 – чистовым точением.

Показатель этой целесообразности – средняя экономическая точность определённого метода обработки, которая есть точность, получаемая в нормальных производственных условиях с меньшими затратами, чем при других сопоставимых методах обработки (рис. 2).

 

1 – чистовое точение; 2 – предварительное шлифование; 3 – чистовое шлифование Рисунок 1 – Влияние точности на себестоимость

 

А – зона достижимой точности для развертывания; В – зона экономической точности для развертывания; С – зона экономической точности для зенкерования; 1 – развертывание; 2 – зенкерование Рисунок 2 – Зоны экономической точности

 

Наряду со среднеэкономической точностью различают также достижимую точность, обеспечение которой связано с большими затратами, так как требует специальных приемов, высокой квалификации рабочего, тщательной подготовки инструмента.

Необходимая точность обработки, отвечающая требованиям заданного класса точности, достигается на различных станках разными способами.

Точность обработки отверстий по 2-му классу точности достигается чистовым развертыванием, протягиванием, шлифованием, притиркой, доводкой абразивными головками (хонинг-процессом), доводкой колеблющимися абразивными брусками (суперфиниш); этими же способами можно в ряде случаев получить точность и 1-го класса, но при более тщательной работе на хорошо выверенных и вполне исправных, неизношенных станках.

Обработка отверстий по 3-му классу точности достигается при чистовом развертывании; такую же точность можно получить и чистовым резцом на вполне исправных станках и при тщательной работе; экономичнее этот класс достигается шлифованием, если это возможно по характеру работы.

Отверстие 4-го класса точности можно получить растачиванием чистовыми резцами на токарных или револьверных станках или сверлением с помощью кондуктора.

Отверстие 5-го класса точности можно получить сверлением или растачиванием на всех станках, включая и автоматы, выполняющие такие операции.

Точность обработки валов по 1-му классу после предварительной токарной обработки достигается последовательным шлифованием – черновым (предварительным) и чистовым (окончательным).

Для обработки валов по 2-му классу точности, как правило, применяется шлифование после предварительной обработки на токарных или револьверных станках. Эту точность можно получить и не применяя шлифования, если работают на токарных н револьверных станках токари высокой квалификации.

Точность обработки валов по 3-му классу точности достигается на вполне исправных токарных станках отделочными резцами при отсутствии прогибов, что обеспечивается применением поддерживающих приспособлений. Однако, как правило, наиболее экономичным способом для крупносерийного производства является обработка валов этого класса точности шлифованием.

По 4-му классу точности валы обрабатываются на токарных и револьверных станках, а также на автоматах отделочными резцами.

По 5-му классу точности валы можно обрабатывать на токарных и револьверных станках без специальных приспособлений, однако обработку длинных валов приходится вести отделочными резцами с применением поддерживающих приспособлений.

Выбор метода обработки зависит от заданной точности обрабатываемой детали. Выбирая метод обработки, необходимо учитывать экономическую целесообразность его применения. В тех случаях, когда нет необходимости в точной обработке, пользоваться точными методами работы нецелесообразно, так как это приведет только к удорожанию изделия.

Основным, хотя и не единственным способом наиболее точной обработки является шлифование, посредством которого сравнительно легко и экономично достигается точность 2-го, а при тщательной работе – и 1-го класса точности. Главное преимущество шлифования перед обработкой резцом заключается в том, что при шлифовании можно снимать с поверхности детали очень тонкие стружки и таким образом довести детали до необходимого размера. При снятии стружки резцом толщина ее не может быть столь малой, как при шлифовании, так как резец не может снимать стружку меньше определенной толщины. На точность обработки резцом влияет также его износ.

При обработке резцом на токарном станке возможна неточность, которая не встречается при работе на шлифовальном станке; центр передней бабки токарного станка при обработке вращается с обрабатываемой деталью, например валиком, а если центр бабки имеет биение, то центр сечения обтачиваемого валика не совпадает с осью его центрового отверстия и при постановке валика в другие центры займет эксцентричное положение. Так как у шлифовального станка оба центра неподвижны, эта неточность отсутствует.

При обработке на токарном станке поверхность не может быть такой ровной и гладкой, как после шлифования; эта тоже увеличивает неточность обработки. Таким образом, чистовое (окончательное) шлифование почти всегда целесообразнее, чем чистовое обтачивание.

По таким же причинам посредством плоского шлифования легче получить точные размеры, чем при строгании и фрезеровании. Применение шлифования возможно и для таких фасонных работ, как нарезание резьбы и зубчатых колес, точность которых имеет очень важное значение в работе механизмов.

Кроме указанных выше способов высокую точность обработки можно получить с помощью тонкого (алмазного) обтачивания и растачивания и тонкого шлифования на специально подготовленных станках.

Возможную точность, достигаемую различными способами обработки, можно представить схематично в такой последовательности:

а) чистовое обтачивание деталей малых размеров с последующей зачисткой абразивной шкуркой - до 0, 02 мм (20 мкм);

б) точное шлифование - до 0, 005 мм (5 мкм);

в) шлифование в прецизионных работах - до 0, 0025 мм (2, 5 мкм);

г) притирка - до 0, 0005 мм (0, 5 мкм);

д) доводка плоскопараллельных измерительных плиток - до 0, 00005 мм (0, 05 мкм).

На основании опытных данных составляются таблицы средних величин экономической точности различных методов обработки; этими таблицами пользуются при проектировании технологических процессов.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: